快速隔膜壓濾機(jī)在中國(guó)選煤行業(yè)的應(yīng)用

快速隔膜壓濾機(jī)是當(dāng)前我國(guó)普遍應(yīng)用的一種大產(chǎn)能、高效、經(jīng)濟(jì)實(shí)用、性價(jià)比高的固液分離設(shè)備，它突破了國(guó)內(nèi)外先進(jìn)壓濾設(shè)備結(jié)構(gòu)的束縛，采用流體力學(xué)優(yōu)化設(shè)計(jì)的過濾元件，對(duì)普通隔膜壓濾機(jī)進(jìn)一步創(chuàng)新設(shè)計(jì)，采用了多端口進(jìn)料、多油缸壓緊、快速分組拉開、隔膜壓榨、信息化自動(dòng)控制平臺(tái)等多項(xiàng)創(chuàng)新技術(shù)，具有生產(chǎn)能力大、循環(huán)時(shí)間短、智能在線自動(dòng)控制等優(yōu)點(diǎn)。快速隔膜壓濾機(jī)的推出徹底改變了普通廂式壓濾機(jī)處理量小、自動(dòng)化程度低、不適應(yīng)國(guó)內(nèi)固液分離行業(yè)大快速發(fā)展的落后面貌。

一、快速隔膜壓濾機(jī)的應(yīng)用實(shí)例

快速隔膜壓濾機(jī)的擴(kuò)展空間。根據(jù)不同用戶對(duì)處理量的要求，快速隔膜壓濾機(jī)具有很大的擴(kuò)展空間，1600濾板系列過濾面積可達(dá)到400m2，2000濾板系列過濾面積可達(dá)到1000m2。并且在普通廂式壓濾機(jī)基礎(chǔ)上，即可更新快速隔膜壓濾機(jī)，大大節(jié)約了基建投資。

快速隔膜壓濾機(jī)還具有廣泛的適用性，在煤炭行業(yè)無(wú)論是動(dòng)力煤選煤廠還是煉焦煤選煤廠，無(wú)論是處理尾煤還是處理精煤，無(wú)論是原生煤泥還是浮選尾煤，快速隔膜壓濾機(jī)都能夠滿足用戶使用要求。

（一）動(dòng)力煤選煤廠

動(dòng)力煤選煤廠大多不設(shè)浮選，因此煤泥水中基本沒有浮選藥劑，成分及性質(zhì)相對(duì)簡(jiǎn)單一些，但在這種情況下壓濾機(jī)的運(yùn)行情況受煤質(zhì)和選煤工藝等的限制比較突出。一般來(lái)說，一段濃縮、粘土礦物含量較低的煤泥水是比較容易處理的，當(dāng)粘土礦物含量較高的煤泥水、帶有粗煤泥回收系統(tǒng)的二段濃縮后的煤泥較難處理。

1.一段濃縮、粘土礦物含量較高時(shí)的處理狀況。棗莊礦業(yè)集團(tuán)400萬(wàn)噸動(dòng)力煤選煤廠，采用三臺(tái)3快速隔膜壓濾機(jī)處理尾煤，循環(huán)時(shí)間6～8分鐘，臺(tái)小時(shí)處理量20～25噸。

2.二段濃縮、粘土礦物含量較高時(shí)的處理狀況。兗礦集團(tuán)800萬(wàn)噸動(dòng)力煤選煤廠，該廠處理能力原為400萬(wàn)噸，擴(kuò)建后達(dá)到800萬(wàn)噸，原設(shè)計(jì)使用14臺(tái)XMZ500型普通壓濾機(jī)。根據(jù)改進(jìn)方案，只將原有的7臺(tái)普通壓濾機(jī)中的三臺(tái)更換為快速壓濾機(jī)，就解決了煤泥水處理問題。處理原生煤泥，工作循環(huán)8～10分鐘，小時(shí)處理干煤泥25～28噸。自2003年至今單臺(tái)已運(yùn)行12萬(wàn)多個(gè)循環(huán)，濾板及隔膜完好無(wú)損。目前三臺(tái)壓濾機(jī)聯(lián)機(jī)運(yùn)行，效率高、故障少，表現(xiàn)出了快速隔膜壓濾機(jī)優(yōu)異的性價(jià)比。

3.二段濃縮、粘土礦物含量較高、帶有粗煤泥回收系統(tǒng)時(shí)的處理狀況。淮南400萬(wàn)噸動(dòng)力煤選煤廠使用3臺(tái)快速壓濾機(jī)處理浮選尾煤，循環(huán)時(shí)間12～15分鐘，臺(tái)小時(shí)處理量15～20噸。

改造歷史：該廠入洗煤種為氣煤，煤泥水處理具有物料細(xì)顆粒多、粘度大、難分離的特點(diǎn)，是國(guó)內(nèi)具有很強(qiáng)的代表性的難處理煤泥，為了保證產(chǎn)品質(zhì)量，不得不加大入洗比例，帶入大量末煤洗選，給煤泥水系統(tǒng)造成了很大的壓力，洗水濃度長(zhǎng)期在350g/l以上，嚴(yán)重影響了分選效果，因此對(duì)于煤泥水系統(tǒng)的改造迫在眉睫。

改造前洗水未能實(shí)現(xiàn)閉路循環(huán)，不得已只能將煤泥水外排，當(dāng)入洗原煤達(dá)到200萬(wàn)噸以上時(shí)，循環(huán)水濃度就達(dá)到400g/l～500g/l，嚴(yán)重影響洗煤質(zhì)量。快速壓濾機(jī)在現(xiàn)場(chǎng)安裝完成后，立即投入運(yùn)行，取得了良好的效果。

表1 現(xiàn)場(chǎng)煤泥粒度組成

運(yùn)行結(jié)果為：一是快速壓濾機(jī)循環(huán)時(shí)間在10～15分鐘內(nèi)，單循環(huán)處理能力約為5噸，小時(shí)處理能力能夠達(dá)到20噸以上，濾餅水分較低，一般在21%左右，同時(shí)可根據(jù)實(shí)際需要通過控制系統(tǒng)調(diào)整濾餅水分。二是單循環(huán)時(shí)間受入料濃度影響，入料濃度在350g/L以上時(shí)，循環(huán)時(shí)間在10～15分鐘之間，而且入料濃度越高，循環(huán)時(shí)間越短。三是在入料性質(zhì)相同的條件下，快速壓濾機(jī)的小時(shí)處理能力是XMZ750m2型板框式壓濾機(jī)小時(shí)處理能力的四倍以上，且濾餅水分比XMZ750m2型板框式壓濾機(jī)低5%～6%。

（二）煉焦煤選煤廠

煉焦煤選煤廠由于其洗選工藝復(fù)雜，并且加入藥劑較多，致使煤泥水性質(zhì)比較復(fù)雜，因此煤泥水的處理比動(dòng)力煤選煤廠的煤泥水較難處理。一般來(lái)說具有粗煤泥回收系統(tǒng)、兩段濃縮工藝、細(xì)顆粒含量高、灰分高、粘度大的煤泥水最難處理。

1.兩段濃縮浮選尾煤處理狀況。峰峰礦業(yè)集團(tuán)某選煤廠原設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為120萬(wàn)噸/年，實(shí)際已達(dá)到160萬(wàn)噸/年。原使用三臺(tái)普通廂式XMZ340型壓濾機(jī)處理浮選尾煤，由于其處理能力小，濾餅水分高，自動(dòng)化程度低，使得煤泥水處理系統(tǒng)壓力很大，濃縮機(jī)中煤泥高度經(jīng)常超標(biāo)，從而影響全廠各個(gè)生產(chǎn)系統(tǒng)的正常運(yùn)行，已成為嚴(yán)重制約現(xiàn)代化洗煤廠發(fā)展的桎梏。經(jīng)過充分調(diào)研、考察、論證，決定更新兩臺(tái)快速壓濾機(jī)。

自2006年3月完成安裝調(diào)試以來(lái)，兩臺(tái)快速壓濾機(jī)已經(jīng)運(yùn)行6000多個(gè)循環(huán)，完全承擔(dān)了全部煤泥處理任務(wù)，煤泥水系統(tǒng)完全恢復(fù)正常，濾板、濾布等從未損壞過，體現(xiàn)了系列快速壓濾機(jī)優(yōu)良的性價(jià)比。

運(yùn)行情況為：第一，快速壓濾機(jī)循環(huán)時(shí)間在15min～20min左右，單循環(huán)處理能力約為5t，小時(shí)處理能力在15t/臺(tái)～20t/臺(tái)，濾餅水分較低，一般在22%～25%，并且濾餅水分可以通過增加壓榨時(shí)間和調(diào)整入料壓力進(jìn)行控制。第二，快速壓濾機(jī)單循環(huán)時(shí)間受入料濃度影響，入料濃度大于400g/l，循環(huán)時(shí)間10min左右，而且入料濃度越高，循環(huán)時(shí)間越短，濾餅水分越低，入料濃度在300g/l左右時(shí)，單循環(huán)時(shí)間在20min左右。第三，用快速壓濾機(jī)替代XMZ340廂式壓濾機(jī)的決定是科學(xué)的、合理的，也是完全正確的，前者的小時(shí)處理量是后者的3～4倍，前者的自動(dòng)化程度遠(yuǎn)高于廂式壓濾機(jī)，而運(yùn)行成本低于廂式壓濾機(jī)，是現(xiàn)代化選煤廠優(yōu)秀的煤泥水固液分離設(shè)備。

2.兩段濃縮、有粗煤泥回收系統(tǒng)、細(xì)顆粒含量高、灰分大、粘度大的煤泥水處理。該廠的工藝流程圖如下：

由此可以看出，由于有沉降離心機(jī)和煤泥離心機(jī)對(duì)粗煤泥進(jìn)行回收，因此進(jìn)入壓濾機(jī)的物料粗顆粒含量極少，見表2，其中小于0.074mm的顆粒占了總組分的86.85%，而這部分的灰分更是高達(dá)43.55%。

一般來(lái)說，當(dāng)煤泥總灰分高于35%時(shí)，就屬于較難過濾的一類。而該廠煤泥的總灰分為41.35%，這說明該廠煤泥泥化現(xiàn)象比較嚴(yán)重，過濾比較困難。

表2 濕法篩分試驗(yàn)結(jié)果

該廠采用3臺(tái)快速隔膜壓濾機(jī)處理尾煤，循環(huán)時(shí)間15～25分鐘，臺(tái)小時(shí)處理量12～18噸。該廠現(xiàn)已將過濾面積增大至300m2，單循環(huán)處理量增加17%，臺(tái)小時(shí)處理量增加至15～20噸，這也是快速隔膜壓濾機(jī)的一大優(yōu)勢(shì)，即可以根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)使用情況進(jìn)行擴(kuò)容。

（三）快速隔膜壓濾機(jī)處理精煤的狀況

1.處理浮選精煤。永榮礦業(yè)集團(tuán)某洗選廠原采用圓盤真空過濾機(jī)處理浮選精煤，由于受工藝條件限制，濾液濃度較高，固體物含量為105g/L，產(chǎn)率為4.14%，這部分物料返回浮選機(jī)再次浮選，在系統(tǒng)內(nèi)形成小循環(huán)，入浮煤泥量增加30%，浪費(fèi)了浮選生產(chǎn)能力，降低了浮選效果。而圓盤真空過濾機(jī)在生產(chǎn)過程中需要開啟三臺(tái)真空泵，能耗大，維修量大，過濾效果很差，嚴(yán)重影響廠里正常生產(chǎn)，因此選用了快速壓濾機(jī)處理浮選精煤。循環(huán)時(shí)間10分鐘左右，臺(tái)小時(shí)干煤泥處理量10.5噸。

2.快速隔膜壓濾機(jī)應(yīng)用于精煤處理的優(yōu)勢(shì)。快速隔膜壓濾機(jī)在精煤處理過程中有巨大的優(yōu)勢(shì)，用于替代圓盤真空過濾機(jī)和加壓過濾機(jī)都具有很大優(yōu)勢(shì)：處理量是圓盤真空過濾機(jī)的2～3倍；每年每臺(tái)比真空過濾機(jī)節(jié)約電費(fèi)60多萬(wàn)元，比加壓過濾機(jī)節(jié)約電費(fèi)80多萬(wàn)元；在處理量相同的情況下，快速隔膜壓濾機(jī)的基礎(chǔ)建設(shè)及配套設(shè)備比真空過濾機(jī)和加壓過濾機(jī)少且簡(jiǎn)單。

在新建廠房時(shí)，一次性投資較真空過濾機(jī)和加壓過濾機(jī)節(jié)約數(shù)百萬(wàn)元；在改造老廠房時(shí)，利用普通廂式壓濾機(jī)的基礎(chǔ)和接料設(shè)施即可安裝快速隔膜壓濾機(jī)，不必因此新增基礎(chǔ)，投入更多資金購(gòu)置配套設(shè)施。濾餅含水率比真空過濾機(jī)低5～8個(gè)百分點(diǎn)，與加壓過濾機(jī)相當(dāng)；濾液水澄清，可用于正常洗煤用水，圓盤和加壓均做不到這一點(diǎn)；快速隔膜壓濾機(jī)比真空過濾機(jī)和加壓過濾機(jī)設(shè)備簡(jiǎn)單、故障點(diǎn)少、維修量小，運(yùn)行更可靠；極細(xì)極粘物料仍能正常過濾，精煤過濾可相應(yīng)提高回收率一個(gè)百分點(diǎn)，中型選煤廠每年可增收100多萬(wàn)元；噪音低。

（四）500m2以上超大產(chǎn)能快速壓濾機(jī)的應(yīng)用

近幾年國(guó)內(nèi)市場(chǎng)出現(xiàn)了大型快速壓濾機(jī)——2500濾板超大產(chǎn)能快速壓濾機(jī)。應(yīng)用案例：國(guó)內(nèi)某大型選煤廠，改造前該廠煤泥水處理采用一臺(tái)GPJ-96加壓過濾機(jī)和三臺(tái)XMZ750m2型板框式壓濾機(jī)。其運(yùn)行情況如下：

1.入料濃度：基本在500g/l。

2.循環(huán)時(shí)間：由于絮凝劑添加不是很規(guī)范，煤泥粒度細(xì)，GPJ-96加壓過濾機(jī)需一小時(shí)排一次料（約3噸），XMZ750m2型板框式壓濾機(jī)循環(huán)時(shí)間平均為2.5小時(shí)。

3.濾餅水分：使用正常的情況下，GPJ—96加壓過濾機(jī)濾餅水分在17%～20%，但是細(xì)粒多，入料濃度低的情況下，濾餅水分能達(dá)到40%左右。XMZ750m2型板框式壓濾機(jī)濾餅水份平均25%。

4.處理量：由于煤泥粒度細(xì)，現(xiàn)GPJ-96加壓過濾機(jī)處理量3t/h左右。XMZ750m2型板框式壓濾機(jī)單臺(tái)每小時(shí)處理7噸左右。

表3 現(xiàn)場(chǎng)煤泥粒度組成（采用錨射激光粒度測(cè)度儀測(cè)定）

應(yīng)用快速壓濾機(jī)之后可以達(dá)到如下效果：（1）快速壓濾機(jī)

循環(huán)時(shí)間在10～15分鐘內(nèi)，單循環(huán)處理能力約為12噸，小時(shí)處理能力能夠達(dá)到45噸以上，濾餅水分較低，一般在23%左右，同時(shí)可根據(jù)實(shí)際需要通過控制系統(tǒng)調(diào)整濾餅水分。（2）在入料性質(zhì)相同的條件下，快速壓濾機(jī)的小時(shí)處理能力是該廠XMZ750m2型板框式壓濾機(jī)小時(shí)處理能力的六倍以上，是加壓過濾機(jī)GPJ～96的12倍以上。（該廠XMZ750m2型板框式壓濾機(jī)單臺(tái)每小時(shí)處理7噸，GPJ～96加壓過濾機(jī)處理量3t/h左右）

二、快速隔膜壓濾機(jī)在選煤廠改擴(kuò)建中的優(yōu)勢(shì)

快速隔膜壓濾機(jī)是國(guó)內(nèi)逐漸推廣的一種全新的大產(chǎn)能壓濾機(jī)，無(wú)論是新建廠房還是改造老式壓濾機(jī)都具有不可比擬的優(yōu)勢(shì)。

1.快速隔膜壓濾機(jī)處理能力大，過濾面積相當(dāng)?shù)那闆r下，一臺(tái)相當(dāng)于普通廂式板框壓濾機(jī)處理量的5～7倍，是現(xiàn)代化大型選煤廠的最佳選擇。

2.適用范圍廣，動(dòng)力煤或者煉焦煤選煤廠、原生煤泥或者浮選尾煤、浮選精煤都能夠用快速隔膜壓濾機(jī)進(jìn)行處理。

3.快速隔膜壓濾機(jī)具有優(yōu)良的運(yùn)行穩(wěn)定性，多油缸壓緊使得密封性良好，德國(guó)技術(shù)的快速壓濾機(jī)專用濾板使得過濾元件的更換頻率大大降低，邏輯自動(dòng)控制系統(tǒng)使得自動(dòng)化程度大大提高，人工勞動(dòng)強(qiáng)度大大減小。

4.安全性能好，液壓系統(tǒng)及優(yōu)秀的自動(dòng)檢修程序和自保護(hù)系統(tǒng)使得故障率大大減少，安全性能大大提高。

5.在普通廂式500m2壓濾機(jī)原有的廠房地基、接料設(shè)備不變的前提上，更換快速隔膜壓濾機(jī)非常簡(jiǎn)便易行。如果是新建選煤廠，其廠房建筑面積也跟以前設(shè)計(jì)用普通廂式壓濾機(jī)的廠房一樣大小。

6.快速隔膜壓濾機(jī)的性價(jià)比好，同等處理量的情況下，價(jià)格僅為國(guó)外同等設(shè)備價(jià)格的一半左右。

7.良好的運(yùn)行穩(wěn)定性確保了后期運(yùn)行費(fèi)用低。

三、總結(jié)

快速隔膜壓濾機(jī)是國(guó)內(nèi)逐漸推廣的一種新型大產(chǎn)能、自動(dòng)化、運(yùn)行可靠的壓濾機(jī)，它的問世具有劃時(shí)代的意義，解決了多年來(lái)困擾選煤行業(yè)發(fā)展的煤泥水系統(tǒng)問題，開創(chuàng)了中國(guó)壓濾機(jī)行業(yè)高效、自動(dòng)的新局面，徹底改變了普通壓濾機(jī)處理量小、自動(dòng)化程度低、勞動(dòng)強(qiáng)度大、不適應(yīng)國(guó)內(nèi)選煤行業(yè)大發(fā)展的落后面貌，同時(shí)將我國(guó)固液分離行業(yè)的技術(shù)水平提升到國(guó)際水平。快速隔膜壓濾機(jī)從設(shè)計(jì)到生產(chǎn)都體現(xiàn)了科學(xué)性、合理性和時(shí)代性，它采用了世界上最大的、最先進(jìn)的德國(guó)技術(shù)的壓濾機(jī)專用濾板，具有處理量大、自動(dòng)化程度高、運(yùn)行穩(wěn)定性好、性價(jià)比好等特點(diǎn)，是新建選煤廠、改擴(kuò)建壓濾車間的最佳選擇。

綜上所述，快速隔膜壓濾機(jī)是滿足煤炭行業(yè)現(xiàn)代化管理，符合選煤行業(yè)發(fā)展的理想的煤泥水處理設(shè)備，它的投入運(yùn)行必將引領(lǐng)壓濾機(jī)行業(yè)開創(chuàng)新的道路，為中國(guó)的選煤行業(yè)做出卓越的貢獻(xiàn)。